JP2009267102A

JP2009267102A - Light-emitting apparatus

Info

Publication number: JP2009267102A
Application number: JP2008115300A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Mori; 督享森; Daisuke Sakumoto; 大輔作本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-11-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve heat radiation characteristics and light-emission characteristics. <P>SOLUTION: A light-emitting apparatus 1 has a base body 11, a light-emitting element 12, and a light reflection surface 13a. The base body 11 has an upper surface including a plurality of concaves. The light-emitting element 12 is mounted in a region arranged between the concaves on the upper surface of the base body 11. The light reflection surface 13a has a lower end located at a side lower than upper ends of the concaves. The light reflection surface 13a is formed in a frame member 13 formed on the base body 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device having a light emitting element such as a light emitting diode.

近年、例えば発光ダイオードなどの発光素子を有する発光装置の開発が進められている。発光装置の開発においては、発光特性のさらなる向上が求められている。発光特性の例は、発光強度または発光分布などである。
特開２００３−００８０７２号公報 In recent years, development of a light emitting device having a light emitting element such as a light emitting diode has been advanced. In the development of light emitting devices, further improvements in light emission characteristics are required. Examples of emission characteristics are emission intensity or emission distribution.
JP 2003-008072 A

発光装置の開発においては、放熱特性の向上が求められている。発光装置は、放熱特性に関して向上されることにより、発光特性に関するさらなる向上が期待される。 In the development of light emitting devices, improvement in heat dissipation characteristics is required. The light emitting device is expected to further improve the light emission characteristics by improving the heat dissipation characteristics.

本発明の一つの態様によれば、発光装置は、基体、発光素子および光反射面を有している。基体は、複数の凹部を含む上面を有している。発光素子は、基体の上面における複数の凹部の間の領域に実装されている。光反射面は、複数の凹部の上端より下側に位置する下端を有している。 According to one aspect of the present invention, a light emitting device includes a base, a light emitting element, and a light reflecting surface. The base has an upper surface including a plurality of recesses. The light emitting element is mounted in a region between the plurality of recesses on the upper surface of the base. The light reflecting surface has a lower end located below the upper ends of the plurality of recesses.

本発明の一つの態様によれば、発光装置は、基体の上面における複数の凹部の間の領域に実装された発光素子を有している。発光装置は、複数の凹部の上端より下側に位置する下端を含む光反射面をさらに有している。発光装置は、このような構成により、放熱特性および発光特性が向上されている。 According to one aspect of the present invention, a light emitting device has a light emitting element mounted in a region between a plurality of recesses on an upper surface of a base. The light emitting device further includes a light reflecting surface including a lower end located below the upper ends of the plurality of recesses. With such a configuration, the light emitting device has improved heat dissipation characteristics and light emission characteristics.

図１に示されているように、本発明の一つの実施形態における照明装置１００は、複数の発光装置１、基板２および反射部材３を有している。照明装置１００は、定電流回路素子４、ツェナーダイオード５をさらに有している。図１において、照明装置１００は、仮想のｘｙｚ空間におけるｘｙ平面上に設けられている。 As shown in FIG. 1, a lighting device 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of light emitting devices 1, a substrate 2, and a reflecting member 3. The lighting device 100 further includes a constant current circuit element 4 and a Zener diode 5. In FIG. 1, the illumination device 100 is provided on the xy plane in a virtual xyz space.

複数の発光装置１は、基板２上に実装されている。反射部材３は、基板２上に設けられている。定電流回路素子４およびツェナーダイオード５は、基板２上に実装されている。照明装置１００の光出射方向は、仮想のｚ軸の正方向である。照明装置１００は、白色光を照射する。 The plurality of light emitting devices 1 are mounted on the substrate 2. The reflection member 3 is provided on the substrate 2. The constant current circuit element 4 and the Zener diode 5 are mounted on the substrate 2. The light emitting direction of the illumination device 100 is the positive direction of the virtual z axis. The lighting device 100 emits white light.

図２に示されているように、発光装置１は、基体１１、発光素子１２およびフレーム部材１３を有している。発光装置１は、複数の端子１４、封入層１５および発光部材１６をさらに有している。図２において、発光装置１の内部構成が、点線によって示されている。 As shown in FIG. 2, the light emitting device 1 includes a base 11, a light emitting element 12, and a frame member 13. The light emitting device 1 further includes a plurality of terminals 14, an encapsulating layer 15, and a light emitting member 16. In FIG. 2, the internal configuration of the light emitting device 1 is indicated by a dotted line.

図２において、発光装置１は、仮想のｘｙｚ空間におけるｘｙ平面上に実装されている。発光装置１の光出射方向は、仮想のｚ軸の正方向である。発光装置１は、白色光を照射する。 In FIG. 2, the light emitting device 1 is mounted on an xy plane in a virtual xyz space. The light emission direction of the light emitting device 1 is the positive direction of the virtual z axis. The light emitting device 1 emits white light.

図３に示されているように、基体１１は、複数の凹部１１ａを含む上面１１ｕを有している。図４に示されているように、複数の凹部１１ａの各々は、平面視において、四角形状を有している。平面視とは、図３において、上方から見た視野のことをいう。すなわち、符号Ｖ４にて示された視線による視野のことをいう。複数の凹部１１ａは、平行に配置されている。図４において、複数の凹部１１ａは、仮想のｘ軸方向に配置されている。 As shown in FIG. 3, the base 11 has an upper surface 11u including a plurality of recesses 11a. As shown in FIG. 4, each of the plurality of recesses 11a has a quadrangular shape in plan view. The plan view means a visual field viewed from above in FIG. That is, it refers to the visual field by the line of sight indicated by reference numeral V4. The plurality of recesses 11a are arranged in parallel. In FIG. 4, the plurality of recesses 11 a are arranged in the virtual x-axis direction.

発光素子１２は、半導体材料からなる発光ダイオードである。発光素子１２は、駆動電力に応じて第１次光を発生する。第１次光は、青色領域または紫外領域に含まれる波長を有している。発光素子１２は、基体１１の上面１１ｕに実装されている。発光素子１２は、上面１１ｕにおける複数の凹部１１ａの間の領域１１ｂに配置されている。 The light emitting element 12 is a light emitting diode made of a semiconductor material. The light emitting element 12 generates primary light according to the driving power. The primary light has a wavelength included in the blue region or the ultraviolet region. The light emitting element 12 is mounted on the upper surface 11 u of the base 11. The light emitting element 12 is arrange | positioned in the area | region 11b between the some recessed parts 11a in the upper surface 11u.

図５に示されているように、フレーム部材１３は、複数の凹部１１ａにはめ込まれた複数の凸部１３ｃを含む下面１３ｂを有している。発光装置１は、複数の凸部１３ｃを有していることにより、例えば熱などによる変形などに関して改良されている。 As shown in FIG. 5, the frame member 13 has a lower surface 13b including a plurality of convex portions 13c fitted into the plurality of concave portions 11a. The light emitting device 1 is improved with respect to deformation due to heat or the like, for example, by having a plurality of convex portions 13c.

フレーム部材１３は、基体１１上に設けられており、光反射面１３ａを有している。図６に示されているように、光反射面１３ａは、凹部１１ａの上端１１ａｔより下側に位置する下端１３ａｂを有している。発光素子１２が凹部１１ａの上端１１ａｔの高さ位置に配置されているため、発光素子１２は、光反射面１３ａの下端１３ａｂより上側に配置されている。このような構成により、光反射面１３ａによる発光素子１２から放射された光の反射特性が向上されている。すなわち、発光素子１２から下方へ放射された光Ｌ_１２−１に関する反射特性が向上されている。従って、発光装置１の発光特性が向上されている。 The frame member 13 is provided on the base 11 and has a light reflecting surface 13a. As shown in FIG. 6, the light reflecting surface 13a has a lower end 13ab positioned below the upper end 11at of the recess 11a. Since the light emitting element 12 is disposed at the height position of the upper end 11at of the recess 11a, the light emitting element 12 is disposed above the lower end 13ab of the light reflecting surface 13a. With such a configuration, the reflection characteristic of the light emitted from the light emitting element 12 by the light reflecting surface 13a is improved. That is, the reflection characteristic regarding the light L _12-1 emitted downward from the light emitting element 12 is improved. Therefore, the light emission characteristics of the light emitting device 1 are improved.

フレーム部材１３は、接着剤によって、基体１１に固定されている。接着剤は、少なくとも基体１１の凹部１１ａおよびフレーム部材１３の凸部１３ｃに付着されている。接着剤の材料例は樹脂である。樹脂の例はアクリルである。 The frame member 13 is fixed to the base 11 with an adhesive. The adhesive is attached to at least the concave portion 11 a of the base 11 and the convex portion 13 c of the frame member 13. An example of the material of the adhesive is resin. An example of the resin is acrylic.

フレーム部材１３は、少なくとも凸部１３ｃにおいてポーラス状に形成されている。このような構成によって、発光装置１は、基体１１およびフレーム部材１３の接合強度に関して向上されている。従って、発光装置１は、発光特性に関して向上されている。基体１１の凹部１１ａおよびフレーム部材１３の凸部１３ｃに付着される接着剤の一部は、ポーラス状の凸部１３ｃの複数の小胞の中に含まれている。 The frame member 13 is formed in a porous shape at least at the convex portion 13c. With such a configuration, the light emitting device 1 is improved with respect to the bonding strength between the base 11 and the frame member 13. Therefore, the light emitting device 1 is improved with respect to the light emission characteristics. A part of the adhesive adhered to the concave portion 11a of the base 11 and the convex portion 13c of the frame member 13 is included in the plurality of vesicles of the porous convex portion 13c.

複数の端子１４は、基体１１に固定されている。複数の端子１４は、複数の凹部１１ａの配置方向に交わる方向に設けられている。図４において、複数の凹部１１ａの配置方向は、仮想のｘ軸方向である。複数の端子１４の配置方向は、仮想のｙ軸方向である。 The plurality of terminals 14 are fixed to the base 11. The plurality of terminals 14 are provided in a direction crossing the arrangement direction of the plurality of recesses 11a. In FIG. 4, the arrangement direction of the plurality of recesses 11a is a virtual x-axis direction. The arrangement direction of the plurality of terminals 14 is a virtual y-axis direction.

封入層１５は、発光素子１２の側面および上端に付着されている。封入層１５は、光反射面１３ａの少なくとも一部に付着されている。封入層１５は、透光性を有している。封入層１５の透光性とは、発光素子１２から放射された光の少なくとも一部が透過することをいう。封入層１５の材料例は、シリコーン樹脂である。 The encapsulating layer 15 is attached to the side surface and the upper end of the light emitting element 12. The encapsulating layer 15 is attached to at least a part of the light reflecting surface 13a. The encapsulating layer 15 has translucency. The translucency of the encapsulating layer 15 means that at least a part of the light emitted from the light emitting element 12 is transmitted. An example of the material of the encapsulation layer 15 is silicone resin.

発光部材１６は、フレーム部材１３に固定されており、発光素子１２を覆っている。発光部材１６は、発光素子１２から放射された第１次光に応じて第２次光を放射する。第２次光は、第１次光とは異なる波長を有する。第２次光の波長は、第１次光の波長より大きい。 The light emitting member 16 is fixed to the frame member 13 and covers the light emitting element 12. The light emitting member 16 emits secondary light according to the primary light emitted from the light emitting element 12. The secondary light has a wavelength different from that of the primary light. The wavelength of the secondary light is larger than the wavelength of the primary light.

発光部材１６は、マトリクス材料および蛍光材料を含んでいる。マトリクス材料の透光性とは、発光素子１２から放射された光の少なくとも一部が透過できることをいう。蛍光材料から放射された光は、マトリクス材料を透過する。マトリクス材料の例は、シリコーン樹脂である。蛍光材料は、発光素子１２から放射された第１次光によって励起される。 The light emitting member 16 includes a matrix material and a fluorescent material. The translucency of the matrix material means that at least a part of the light emitted from the light emitting element 12 can be transmitted. The light emitted from the fluorescent material passes through the matrix material. An example of the matrix material is a silicone resin. The fluorescent material is excited by the primary light emitted from the light emitting element 12.

図７を参照して、発光装置１の熱制御について説明する。発光素子１２によって発生された熱の少なくとも一部は、基体１１の上面１１ｕにおける複数の凹部１１ａの間の領域１１ｂを伝わる。すなわち、図７において、発光素子１２によって発生された熱の少なくとも一部は、仮想のｙ軸の正方向および負方向へ伝わる。複数の端子１４は、複数の凹部１１ａの配置方向に交わる方向に配置されている。すなわち、複数の端子１４は、図７において、仮想のｙ軸の方向に配置されている。このような構成によって、発光素子１２によって発生された熱の少なくとも一部は、複数の端子１４に伝わる。複数の端子１４に伝わった熱は、基板２へ放散される。発光装置１は、熱制御に関して改良されており、発光特性について向上されている。 With reference to FIG. 7, the thermal control of the light-emitting device 1 is demonstrated. At least a part of the heat generated by the light emitting element 12 is transmitted through the region 11b between the plurality of recesses 11a on the upper surface 11u of the base 11. That is, in FIG. 7, at least a part of the heat generated by the light emitting element 12 is transmitted in the positive and negative directions of the virtual y axis. The plurality of terminals 14 are arranged in a direction crossing the arrangement direction of the plurality of recesses 11a. That is, the plurality of terminals 14 are arranged in the virtual y-axis direction in FIG. With such a configuration, at least a part of the heat generated by the light emitting element 12 is transmitted to the plurality of terminals 14. The heat transmitted to the plurality of terminals 14 is dissipated to the substrate 2. The light emitting device 1 is improved with respect to thermal control, and the light emitting characteristics are improved.

図８に示されているように、発光素子１２は、フレーム部材１３の開口１３ｄの中心位置１３ｅに配置されている。このような構成によって、発光装置１は、発光特性に関して向上されている。発光装置１は、特に、発光むらに関して低減されている。発光素子１２は、複数の凹部１１ａの配置方向（仮想のｘ軸方向）に平行に配置されている。 As shown in FIG. 8, the light emitting element 12 is disposed at the center position 13 e of the opening 13 d of the frame member 13. With such a configuration, the light emitting device 1 is improved in terms of light emission characteristics. The light emitting device 1 is particularly reduced with respect to uneven light emission. The light emitting element 12 is arranged in parallel to the arrangement direction (virtual x-axis direction) of the plurality of recesses 11a.

図９を参照して、発光装置１の製造方法について説明する。工程Ａにおいて、基体１１が準備される。基体１１は、セラミックスからなる。工程Ｂにおいて、発光素子１２が、基体１１上に実装される。工程Ｃにおいて、フレーム部材１３が、基体１１にはめ込まれる。工程Ｄにおいて、封入層１５が、発光素子１２上に設けられる。工程Ｅにおいて、発光部材１６が、フレーム部材１３に固定される。 With reference to FIG. 9, the manufacturing method of the light-emitting device 1 is demonstrated. In step A, the substrate 11 is prepared. The base 11 is made of ceramics. In step B, the light emitting element 12 is mounted on the substrate 11. In step C, the frame member 13 is fitted into the base body 11. In step D, the encapsulating layer 15 is provided on the light emitting element 12. In step E, the light emitting member 16 is fixed to the frame member 13.

図１０を参照して、工程Ａについて説明する。工程Ａ１において、第１のグリーンシート１１−１が準備される。工程Ａ２において、第２のグリーンシート１１−２が、第１のグリーンシート１１−１上に積層される。第２のグリーンシート１１−２は、複数の開口１１−２ａを有している。工程Ａ３において、第１および第２のグリーンシート１１−１，１１−２を含む積層体に圧力が加えられる。第２のグリーンシートは、複数の開口１１−２ａの間の部分１１−２ｂおよび複数の開口１１−２ａの周囲の部分１１−２ｃを有している。従って、第２のグリーンシート１１−２に加えられる圧力のむらが低減されている。工程Ａ４において、積層体が焼成される。このようにして、工程Ａ４において、複数の凹部１１ａを有する基体１１が得られる。 Step A will be described with reference to FIG. In step A1, the first green sheet 11-1 is prepared. In step A2, the second green sheet 11-2 is laminated on the first green sheet 11-1. The second green sheet 11-2 has a plurality of openings 11-2a. In step A3, pressure is applied to the laminate including the first and second green sheets 11-1 and 11-2. The second green sheet has a portion 11-2b between the plurality of openings 11-2a and a portion 11-2c around the plurality of openings 11-2a. Therefore, the unevenness of the pressure applied to the second green sheet 11-2 is reduced. In step A4, the laminate is fired. In this way, the substrate 11 having a plurality of recesses 11a is obtained in step A4.

本実施形態における製造方法は、工程Ａ３において圧力のむらが低減されていることにより、基体１１の成形精度に関して向上されている。従って、本製造方法において、発光特性について向上された発光装置１が得られる。 The manufacturing method in the present embodiment is improved with respect to the molding accuracy of the base body 11 by reducing the pressure unevenness in the step A3. Therefore, in this manufacturing method, the light emitting device 1 having improved light emission characteristics can be obtained.

図１１に示されているように、本発明の他の実施形態における発光装置１は、基体１１の下面に複数の端子１１ｃを有している。発光装置１は、このような構成により、小型化に関して改善されている。図７を参照して説明したように、発光素子１２によって発生された熱は、基体１１の上面１１ｕにおける複数の凹部１１ａの間の領域を伝わる。熱は、基体１１の下面の複数の端子１１ｃによって、照明装置１００の基板２に放散される。このように、発光装置１は、小型化に関して改善されているとともに、熱制御に関して向上されている。複数の端子１１ｃは、導体パターンである。 As shown in FIG. 11, the light emitting device 1 according to another embodiment of the present invention has a plurality of terminals 11 c on the lower surface of the base 11. The light emitting device 1 is improved in terms of size reduction by such a configuration. As described with reference to FIG. 7, the heat generated by the light emitting element 12 is transmitted through a region between the plurality of recesses 11 a on the upper surface 11 u of the base 11. Heat is dissipated to the substrate 2 of the lighting device 100 by the plurality of terminals 11 c on the lower surface of the base 11. Thus, the light emitting device 1 is improved with respect to miniaturization and also with respect to thermal control. The plurality of terminals 11c are conductor patterns.

複数の端子１１ｃは、複数の凹部１１ａの配置方向に交わる方向に設けられている。図１１において、複数の凹部１１ａの配置方向は、仮想のｘ軸方向である。複数の端子１１ｃの配置方向は、仮想のｙ軸方向である。発光装置１は、このような構成により、熱制御に関して向上されている。 The plurality of terminals 11c are provided in a direction crossing the arrangement direction of the plurality of recesses 11a. In FIG. 11, the arrangement direction of the plurality of recesses 11a is a virtual x-axis direction. The arrangement direction of the plurality of terminals 11c is a virtual y-axis direction. The light emitting device 1 is improved in terms of thermal control by such a configuration.

本発明の一つの実施形態における照明装置１００が示されている。Illumination device 100 in one embodiment of the present invention is shown. 図１に示された発光装置１が示されている。The light emitting device 1 shown in FIG. 1 is shown. 基体１１を示している。A substrate 11 is shown. 図３に示された基体１１の平面図を示している。The top view of the base | substrate 11 shown by FIG. 3 is shown. 図２のＶ−Ｖ’における断面図を示している。FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along the line V-V ′ of FIG. 2. 図５の符号VIの部分の拡大図を示している。FIG. 6 shows an enlarged view of a portion denoted by reference numeral VI in FIG. 5. 基体１１の熱制御について説明している。The thermal control of the base 11 will be described. 発光素子１２の配置を示している。The arrangement of the light emitting elements 12 is shown. 発光装置１の製造方法を示している。The manufacturing method of the light-emitting device 1 is shown. 図９の工程Ａを示している。FIG. 10 shows step A in FIG. 本発明の他の実施形態における構成を示している。The structure in other embodiment of this invention is shown.

Explanation of symbols

１発光装置
１１基体
１２発光素子
１３フレーム部材
１４端子
１５封入層
１６発光部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting device 11 Base | substrate 12 Light-emitting element 13 Frame member 14 Terminal 15 Encapsulation layer 16 Light-emitting member

Claims

A base having an upper surface including a plurality of recesses;
A light emitting element mounted in a region between the plurality of recesses on the upper surface;
A light reflecting surface having a lower end located below the upper ends of the plurality of recesses;
A light emitting device comprising:

The light emitting device according to claim 1, wherein the light reflecting surface is formed on a frame member provided on the base.

The light-emitting device according to claim 1, wherein the frame member has a lower surface including a plurality of protrusions fitted into the plurality of recesses.

The light emitting device according to claim 1, further comprising a plurality of terminals provided in a direction intersecting with an arrangement direction of the plurality of recesses.

The light emitting device according to claim 4, wherein the plurality of terminals are provided on a lower surface of the base body.